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恐龙时代吃奶的小精灵
2009-09-11 | 编辑: | 【
遥远的中生代,在恐龙等大型爬行动物主宰的地球上,生活着一类特别的脊椎动物,它们有着不同于其他所有动物的生理习性,它们脑子相对较大,身披毛发,产下的是胎儿而不是卵,幼崽出生后由母兽哺乳。正是这些我们称做哺乳动物的吃奶的“小精灵”,在恐龙等大型爬行动物灭绝后,迅速辐射进化,成为现代陆地生态系统的统治者。比较可靠的化石记录显示,最早的哺乳动物出现在大约1.5亿年前的侏罗纪晚期,而它们的直系祖先(最早的哺乳型动物)在大约2.2亿年前就生活在地球上了。这群小精灵之所以能够逃过劫难,并在地球上繁盛起来,主要得益于它们在长期进化过程中所形成的特殊生理结构和相关机能的完善。
首先,它们身上披有毛发,能够有效地保持体温的恒定,完善的循环系统强化了新陈代谢的功能,使其对外部环境有更强的适应能力。绝大多数现生哺乳动物无需冬眠,有些能在严寒的极地生活,这无疑归功于毛发的保护和完善的循环系统。其次,哺乳动物摄食器官的机能得到改善,下颔仅由1块骨头组成,因此下颌作为一个整体更加坚固。
根据分支系统学的观点,将现生哺乳动物的共同祖先及其所有现生和已经灭绝的后裔统统归入哺乳动物纲,而将包括哺乳纲在内的所有颌关节为齿骨一鳞骨关节的动物归入哺乳型动物。这两个不同等级的分类单元分别对应于严格意义上的哺乳动物和哺乳型动物。有时,哺乳动物一词也被用来泛称所有的哺乳型动物。
牙齿不仅在形态上分化为门齿、犬齿、前臼齿和臼齿,而且还有功能上的分化,并且在进化过程中从以剪切功能为主的牙齿结构,发展成兼有剪切和研磨功能的牙齿结构,因而能更加有效地咬嚼食物,适合更广泛的食物类型。与此同时,哺乳动物听觉器官也发生了重要的变化。其中一个主要的变化表现在哺乳动物的中耳有3块听小骨,而其他四足动物,如蛙、蜥蜴和鸟等,只有l块听小骨。这一变化使哺乳动物的听觉得到了前所未有的提高,现生哺乳动物能够听到的声音频率的上限平均为54千赫兹,而爬行动物和鸟类只有10~15千赫兹。这样,哺乳动物就能尽早感知潜在的危险,从而逃避敌害。另一个重要的结构与运动有关。大多数现生哺乳动物运动和站立时,四肢直立于身体之下,就像我们常见的马、狗等。而现生爬行动物则都是四肢外展,呈趴卧状态。然而,这种直立的姿态并不是哺乳动物与生俱来的,像针鼹这样较原始的哺乳动物,运动时四肢并不直接位于身体之下,而是有一定程度的外展。只是到了兽类这个阶段,才形成了这种直立的运动姿态。这样的姿态不仅适合快速运动,而且更加省力。此外,与恐龙同时代的哺乳动物能够在地面和树上活动,大大提高了它们躲避敌害的能力,也扩大了它们觅食的范围。有些动物可能还适应了穴居的生活。
哺乳动物在进化过程中,所有形态结构的变化以及由此产生的功能和习性方面的改变,都使得哺乳动物更能适应地球环境的变化。因此,可以说哺乳动物在中生代的演化,奠定了它们在新生代迅速辐射并主宰地球的基础。
世界上发现的中生代哺乳动物十分稀少,自l 8l2年发现第一块化石以来,近两个世纪,发表了的完整骨骼标本不超过l0具。而近l0年来在我国辽宁早白垩世地层中,就找到数具保存极为完好的哺乳动物骨架,已研究发表的有张和兽、热河兽:爬兽和中华俊兽等,为早期哺乳动物的进化研究提供了极为重要的信息。

资料库
什么是哺乳动物?
对于现生动物来讲,可以简单地定义为出生后哺乳的动物。现生的哺乳动物有单孔类和兽类。单孔类,如鸭嘴兽和针鼹等,是卵生的哺乳动物,仅产于大洋洲。兽类又分为有袋类和有胎盘类。前者主要产于南半球的澳大利亚和南美洲,胎儿出生时未发育完全,必须在育儿袋中抚育一段时间,如大袋鼠、考拉等等。后者则包含了所有其他现生哺乳动物,如牛、马、狗、鼠以及我们人类,等等。
中生代。哺乳动物是否吃奶?是胎生还是卵生?
现生哺乳动物出生后哺乳是一个不争的事实,是胎生还是卵生也可以通过观察直接求证。然而对于化石来说,我们就缺乏直接的证据了。好在科学家通过努力,建立了哺乳动物起源和系统演化的框架,给我们讨论这个问题提供了依据。根据分支系统学的简约性原则,我们可以判定所有哺乳动物(包括鸭嘴兽)应该是吃奶的。关于胎生还是卵生的问题,依据相同的原理,我们可以判定哺乳动物之外的哺乳型动物与单孔类都是卵生的,而构成兽类的有袋类和有胎盘类的共同祖先及其所有后裔则应该是胎生的。
张和兽化石和复原图
 
附件
◎ 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所
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